Mạch dao động điện từ

Mạch dao động điện từ - Năng lượng của mạch dao động

1. Mạch dao động điện từ LC

• Gồm một tụ điện mắc nối tiếp với một cuộn cảm thành mạch kín.

• Nếu r rất nhỏ (≈ 0): mạch dao động lí tưởng.

• Muốn mạch hoạt động → tích điện cho tụ điện rồi cho nó phóng điện tạo ra một dòng điện xoay chiều

trong mạch.

• Người ta sử dụng hiệu điện thế xoay chiều được tạo ra giữa hai bản của tụ điện bằng cách nối hai bản

này với mạch ngoài.

2. Sự biến thiên điện tích và dòng điện trong mạch dao động điện từ LC

a. Khảo sát mạch LC

Xét mạch dao động LC như hình vẽ

• Ban đầu khóa K ở chốt A, nguồn tích điện cho tụ điện, điện tích q của tụ tăng từ 0 đến giá trị cực đại Q0, tụ

điện ngừng tích điện.

• Chuyển khóa K sang chốt B tạo thành mạch kín giữa L và C gọi là mạch dao động, tụ điện phóng điện và

có dòng điện qua cuộn cảm.

• Xét khoảng thời gian Δt vô cùng nhỏ thì dòng điện trong mạch thỏa mãn i = q’ Trong cuộn dây có từ thông

biến thiên làm phát sinh suất điện động tự cảm e = -Li' = -Lq' , (1)

Cuộn cảm đóng vai trò như một máy thu, theo định luật Ôm đối với đoạn mạch chứa máy thu ta được

, mà R = 0 nên u = e , (2)

Từ (1) và (2) suy ra

Đặt

Vậy điện tích trong mạch dao động LC là một hàm biến thiên điều hòa theo thời gian t.

Do i = q’ nên , với

* Nhận xét :

- Do i và q đều là các hàm biến thiên điều hòa theo thời gian t nên dao động trong mạch LC được gọi là dao

động điều hòa

- Từ biểu thức của i và q ta thấy i nhanh pha hơn q một góc hay

- Áp dụng công thức tính hiệu điện thế ta cũng có thể viết được biểu thức của hiệu điện thế giữa hai

bản tụ điện như sau: với

b. Chu kỳ và tần số dao động riêng của mạch LC

Ta có:

• Chu kỳ dao động riêng của mạch LC là:

• Tần số dao động riêng của mạch LC là:

* KẾT LUẬN:

Với dao động của mạch dao động LC ta cần nhớ: